Пол Хэлперн - Коллайдер

Картина классического экспериментального исследования, каким оно было в последние десятилетия XX в., сдана в архив. Теперь считается за счастье побывать на сборке или ремонте детектора. В остальном физика высоких энергий сегодня почти не предполагает работы с техникой. Да разве и может быть по-другому, когда непосредственные измерения происходят внутри сверхохлажденных камер, утопленных в землю на десятки метров, чтобы никакое паразитное излучение их не достало? Правда, возникает вопрос: интересно ли будет молодым исследователям сидеть перед монитором - неважно, в Женеве или где-то еще - и изо дня в день запускать программы для статистической обработки данных?

Однако в середине 2010-х любители повозиться с техникой понадобятся снова. Дело в том, что на БАК запланирован капитальный ремонт, после которого он превратится в, как иногда говорят, Сверхбольшой адронный коллайдер. Главная цель этого мероприятия - значительно повысить светимость ускорителя и заставить сталкиваться частицы еще интенсивнее, чем раньше. Когда коллайдер закроется на ремонт, детекторы тоже начнут перебирать. Истощившую свой ресурс электронику, за годы работы выжженную излучением, заменят. Если необходимо, обновят и остальные узлы, чтобы привести детекторы в боевую готовность.

Помимо Сверхбольшого коллайдера физика элементарных частиц может надеяться на другой, не менее потрясающий проект - Международный линейный коллайдер (МЛК). Как понятно из его названия, это будет первый коллайдер, в который будет вовлечено, в том числе финансово, мировое сообщество, а не отдельно США или Европа. Сверхпроводящий суперколлайдер задумывался как международный проект, но реально так им и не стал. В ЦЕРН поступают средства не только из Евросоюза, но они идут исключительно на детекторы (АТЛАС, CMS и т. д.), основную установку ЦЕРН ведет сам. Так что если проект МЛК осуществится, он станет крупной вехой в истории международного научного сотрудничества.

Согласно предварительным эскизам, МЛК будет состоять из двух идентичных линейных ускорителей, стоящих друг напротив друга и заключенных в тоннеле длиной более 30 км. В одном будут разгоняться электроны, а в другом - позитроны. Линейная конструкция выбрана, чтобы избавиться от потерь энергии на синхротронное излучение. В случае бегающих по кругу релятивистских электронов и позитронов с ним совладать невероятно трудно, но разгон по прямой сильно все облегчает. Ускоряться до околосветовых скоростей пучки будут, проходя через «лесенку» из 8000 сверхпроводящих высокочастотных резонаторов (каждый в длину около метра) - обладающих нулевым сопротивлением металлических листов из ниобия, которые сообщают частицам энергию посредством радиоволн. Ступеньками в этой лестнице будут служить ускоряющие потенциалы в 30 млн вольт. На выходе из трубы и электроны, и позитроны будут иметь по 250 ГэВ, то есть всего на столкновение придется 500 ГэВ энергии, часть которой перейдет в массу рожденных частиц. Следящий детектор рядом с точкой столкновения попытается поймать любые осколки, представляющие интерес.

Электрон-позитронные столкновения являются своего рода чистовиком, на котором отчетливо выступают значения масс. Хотя МЛК будет уступать БАК по энергии, он поможет уточнить массы частиц, открытых на более мощном ускорителе. Например, на БАК обнаружат кандидата на роль темной материи. Тогда МЛК его взвесит и известит астрономов, какая доля космоса заполнена этим веществом. А, как известно, зная плотность Вселенной, можно делать выводы о ее будущей судьбе. Проще говоря, из МЛК получится прецизионный инструмент - своеобразная электронная линейка в мире сверхтяжелых частиц.

Проект МЛК пока находится на стадии раннего обсуждения. Под него даже еще не выбрали место, хотя предложения поступали (например, от России). Все переговоры, касающиеся финансов и инженерных планов, организует директор МЛК Барри Бариш, знакомый нам по руководству проектом GEM («Гамма-кванты, электроны и мюоны») в составе почившего ССК и Лазерно-интерферометрической гравитационно-волновой обсерваторией (LIGO). Хотя изначально об идее МЛК многие страны отзывались с большим энтузиазмом, некоторые из них, к великому огорчению Бариша, изменили предварительным договоренностям.

В 2007 г. Конгресс неожиданно сократил свои ассигнования на МЛК до 15 млн долларов. Между тем сначала речь шла о поддержке этой программы на уровне 60 млн. К октябрю того же года выделенные средства почти иссякли, хотя их должно было хватить до 2008 г. В декабрьском пресс-релизе Бариш отметил: «Катастрофические последствия не заставили себя ждать» 99.